Wil je uitblinken in natuurkunde? Onze samenvatting van hoofdstuk 3, gebaseerd op methode Newton, biedt een grondige uitleg over soortelijke warmte, de algemene gaswet, de elasticiteitsmodulus, en meer. Perfect voor je voorbereiding op toetsen en examens. Haal nu het beste uit je natuurkunde studie...
3.1: Stoffen bestaan uit moleculen. De drie vormen vast, vloeibaar en gasvormig waarin een stof kan
voorkomen, heten fasen en de overgangen tussen deze drie fasen zijn faseovergangen:
In de verschillende fasen bestaat een stof uit dezelfde moleculen. Moleculen bestaan uit atomen. Er
zijn ruim 100 verschillende soorten atomen: de elementen. Atomen hebben een zware en kleine
kern, met daaromheen bewegende lichte elektronen. De massa van het atoom wordt daardoor
bepaald door de massa van de kern. Deze atomaire massa wordt aangegeven met het massagetal.
De dichtheid van een stof is het aantal kilogram per m 3. Het verband tussen dichtheid, massa en
volume is:
De dichtheid van metalen wordt vooral bepaald door de massa’s van de atomen.
De druk van een gas (of een vloeistof) geeft de kracht aan die het gas (of de vloeistof) op een
oppervlakte van 1 m2 uitoefent: P = F/A. Hierin is P de druk (in N/m 2 of Pa). F de kracht (in N) en A de
oppervlakte (in m2).
3.2: De druk van een afgesloten hoeveelheid lucht neemt toe met de dichtheid en met de
temperatuur van de lucht. De verbanden tussen de druk, volume en temperatuur kun je verklaren
met een deeltjesmodel van een gas. Een model is een vereenvoudigde voorstelling van de
werkelijkheid. Beschrijving gasmodel:
Het overgrote deel van het volume is leeg. De gasdeeltjes bewegen kriskras door de ruimte en
botsen tegen elkaar en de wanden. Hierdoor bewegen de gasdeeltjes met wisselende snelheid rond
een bepaalde gemiddelde snelheid. Het gemiddelde van de snelheden van alle deeltjes is een maat
voor de temperatuur. Hoe hoger de temperatuur van het gas, des te groter de gemiddelde snelheid
van de gasdeeltjes.
Met het deeltjesmodel kun je verklaren dat een gas druk uitoefent. Bij iedere botsing van de
gasdeeltjes tegen de wanden wordt heel even een kracht op de wand uitgeoefend. De gemiddelde
totale kracht van alle botsingen per m 2 van de wand is de druk van het gas.
Je kunt de druk van een gas op verschillende manieren meten:
, - Met een metaalbarometer meet je de druk van de buitenlucht. Vaak is dat de luchtdruk in
de open lucht, de atmosferische luchtdruk.
- Met een metaalmanometer meet je het drukverschil van een afgesloten hoeveelheid gas en
de buitenlucht.
- Met een vloeistofmanometer meet je het kleine drukverschil van een afgesloten
hoeveelheid gas en de buitenlucht.
Voorbeeld fietsband: De druk van een gas wordt veroorzaakt door de botsingen van de
luchtmoleculen tegen de binnenkant van de band. Meer lucht in de band pompen, betekent meer
moleculen erin brengen, waardoor er per seconde meer botsingen plaatsvinden. Wordt in hetzelfde
volume het aantal deeltjes 2x zo groot, dan wordt de druk van het gas ook 2x zo groot.
Dat bij samenpersen van een gas de druk toeneemt, verklaart het deeltjesmodel doordat er meer en
vaker deeltjes tegen de wanden botsen. De druk van het gas is omgekeerd evenredig met het
volume. Dit verband tussen druk en volume heet de wet van Boyle en is in formulevorm: p x V = c.
Hierbij is p de druk (in Pa of N/m 2), V het volume (in m3) en c een constante die afhangt van de
temperatuur en van de hoeveelheid gas.
De grotere druk van een gas bij hogere temperatuur verklaart het deeltjesmodel van een gas,
doordat de deeltjes van het gas dan vaker en harder tegen de wanden botsen.
Het absolute nulpunt voor elke gas en elke concentratie is -273°C. Dit is het minimumtemperatuur
waarbij de druk 0 wordt. De absolute temperatuur met als eenheid de Kelvin (K) is even ‘lang’ als de
°C, maar rekent vanaf het absolute nulpunt. Er geldt dus: T (K) = T (°C) + 273.
Het evenredige verband tussen de gasdruk en de absolute temperatuur van een afgesloten
hoeveelheid gas in een gelijkblijvend volume, he et de drukwet van Gay-Lussac:
p/T = c
Hierin is p de druk (in Pa of n/m2), T de temperatuur (in K) en c een constante die afhankelijk is van
de dichtheid van het gas.
Als je de wet van Boyle combineert met de drukwet van Gay-Lussac kom je tot één algemene
gaswet:
Hierin is p de druk (in Pa of N/m2), V het volume van het gas (in m3), T de temperatuur (in K), n het
aantal mol gas en R de gasconstante, die voor alle stoffen hetzelfde is: 8,31 J/(mol·K).
à Het aantal mol geeft het aantal deeltjes gas aan. Het aantal deeltjes in 1 mol stof bedraagt
6,02·1023.
à Bij luchtdruk wordt vaak de eenheid bar of mbar (millibar) gebruikt: 1 bar = 1·105 Pa.
à De algemene gaswet geldt alleen met de temperatuur in Kelvin.
De algemene gaswet kun je ook als vergelijking schrijven, door te kijken naar de veranderingen:
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller VWOLeerLicht. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $4.83. You're not tied to anything after your purchase.
